مطالعه رفتار مكانيكي و ميكروساختار كامپوزيت بتن - نانولوله كربني چند ديواره اصلاح شده با گروه عاملي كربوكسيليك

Study of Mechanical and Microstructure of Concrete-MWCNTs Nanocomposite Treated with Carboxylic Group

در اين تحقيق، اثر حضور نانولوله¬هاي كربني چند ديواره اصلاح شده با عامل كربوكسيليك در تركيب درصدهاي وزني 01/0 و 02/0 مطالعه شد. نمونه¬هاي نانوكامپوزيت بتني از توزيع يكنواخت نانولوله¬ها در مخلوط سيمان و ماسه در آب تهيه شدند. تاثير مكانيكي نانولوله¬هاي كربني توسط آناليزهاي فشاري و خمشي و اثرات ريزساختاري و تغييرات مورفولوژيكي آنها توسط آناليز ميكروسكوپ الكتروني مطالعه شد. افزودن نانولوله¬هاي كربني به بتن، سبب افزايش مقاومت فشاري و خمشي به ترتيب به ميزان %30 و %13 مي¬شود. همچنين سبب كاهش خلل و فرج نانوكامپوزيت بتني و در نتيجه ايجاد نانوكامپوزيت بتني فشرده¬تر و پيوسته¬تر مي¬گردد. نانولوله اصلاح شده در ماتريس كامپوزيت بتني، با ايجاد سطح تماس بيشتر و در نتيجه سطح انتقال نيروي بيشتر، سبب پيوند بهتر نانولوله با ماتريس بتني پيرامون آن مي¬گردد و از پيشرفت نقص¬هاي توده جلوگيري مي¬كند.

In this research, the effect of the presence of MWCNTs treated by 0.01 and 0.02 weight percentages carboxylic group were studied. The concrete nanocompsite samples were prepared by uniform distribution of nanotubes in cement/sand in water. The effects of CNTs on mechanical behavior were studied by compression and flexural strength analysis of concrete nanocomposite and their mierostructures investigated by SEM analysis. In presence of CNTs, the compression and the flexural strength of concrete composites increased more than 30% and 13%, respectively. Also, CNTs lead to improvement of microstructure porosity of concrete composite and therefore more solid and more compressed concrete composite will be created. The treated CNTs in concrete composite will generate more contact surface to transferring of forces. As a result, these lead to better CNTʹs surface bonding with concrete matrix to prevent it from growth of defects. Key words: Cement, Concrete Composite, Carbon nanotubes.